(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光の一定量は反射させ残りは透過させる半透過鏡と、
前記半透過鏡に反射され入射された映像の入力を受ける映像入力部と、
前記入力された映像内に含まれた第１被写体および第２被写体の位置を確認する位置確認部、および
前記確認された位置を参照し前記半透過鏡と前記第１被写体をつなぐ軸上で前記第１被写体に前記半透過鏡を透過するレーザを照射して前記第１被写体を追跡する目標物追跡部と、を含み、
前記位置確認部は映像処理を利用して前記確認を遂行し、
前記目標物追跡部は前記入力された映像内で前記第２被写体に対して前記レーザの照射が回避されるように設定される、
ことを特徴とする動作追跡装置。
【請求項２】
前記目標物追跡部は前記レーザを発生させるレーザ発生部と、
前記レーザのスキャンを利用して前記映像内の特定領域に存在する前記第１被写体の位置を確認するレーザ制御部と、
前記第１被写体に照射されるように前記レーザの照射経路を変更させる経路変更部と、
前記第１被写体に照射された前記レーザの散乱した光を受信する集光部、および
前記受信された光の強さおよび前記変更された照射経路を参照し、前記第１被写体の移動軌跡を測定する軌跡測定部のうち少なくとも一つを含む請求項１に記載の動作追跡装置。
【請求項３】
赤外線を照射する赤外線発生部をさらに含む請求項１に記載の動作追跡装置。
【請求項４】
前記位置確認部は反射され受信された前記赤外線の位置を参照し、前記照射された赤外線を反射させる前記第２被写体の位置を確認する請求項３に記載の動作追跡装置。
【請求項５】
前記位置確認部は所定の赤外線フィルタを通して受信された前記赤外線の位置を参照し、前記第２被写体の位置を確認する請求項４に記載の動作追跡装置。
【請求項６】
前記レーザ制御部は前記受信された光を参照し、前記第２被写体を基準として所定領域内に前記レーザが照射されないように前記レーザの照射経路を制御する請求項２に記載の動作追跡装置。
【請求項７】
前記レーザ制御部は前記受信された光を参照し、前記第２被写体を基準として所定領域内に前記レーザが照射された場合、前記レーザの発生を制限する請求項２に記載の動作追跡装置。
【請求項８】
前記測定された移動軌跡を利用して前記第１被写体の動作を認識する動作認識部をさらに含む請求項２に記載の動作追跡装置。
【請求項９】
前記映像入力部の位置は前記半透過鏡の配置角度により変わる請求項１に記載の動作追跡装置。
【請求項１０】
入射された光の一定量は反射させ残りは透過させる半透過鏡に反射され入射された映像の入力を受ける段階と、
前記入力された映像内に含まれた第１被写体および第２被写体の位置を確認する段階、および
前記確認された位置を参照し前記半透過鏡と前記第１被写体をつなぐ軸上で前記第１被写体に前記半透過鏡を透過するレーザを照射して前記第１被写体を追跡する段階、を含み
前記位置を確認する段階は映像処理を利用して前記確認を遂行し、
前記第１被写体を追跡する段階は前記入力された映像内で前記第２被写体に対して前記レーザの照射が回避されるように設定される、
ことを特徴とする動作追跡方法。
【請求項１１】
前記追跡する段階は前記レーザを発生させる段階と、
前記レーザのスキャンを利用して前記映像内の特定領域に存在する前記第１被写体の位置を確認する段階と、
前記第１被写体に照射されるように前記レーザの照射経路を変更させる段階と、
前記第１被写体に照射された前記レーザの散乱した光を受信する段階、および
前記受信された光の強さおよび前記変更された照射経路を参照し前記第１被写体の移動軌跡を測定する段階のうち少なくとも一つを含む請求項１０に記載の動作追跡方法。
【請求項１２】
赤外線を照射する段階をさらに含む請求項１０に記載の動作追跡方法。
【請求項１３】
前記第２被写体の位置を確認する段階は前記第２被写体によって反射され受信された前記赤外線の位置を参照し遂行される請求項１２に記載の動作追跡方法。
【請求項１４】
前記第２被写体の位置を確認する段階は所定の赤外線フィルタを通して受信された前記赤外線の位置を参照し前記第２被写体の位置を確認する段階を含む請求項１３に記載の動作追跡方法。
【請求項１５】
前記受信された光を参照し前記第２被写体を基準として所定領域内に前記レーザが照射されないように前記レーザの照射経路を制御する段階をさらに含む請求項１１に記載の動作追跡方法。
【請求項１６】
前記受信された光を参照し前記第２被写体を基準として所定領域内に前記レーザが照射された場合、前記レーザの発生を制限する段階をさらに含む請求項１１に記載の動作追跡方法。
【請求項１７】
前記測定された移動軌跡を利用して前記第１被写体の動作を認識する段階をさらに含む請求項１１に記載の動作追跡方法。
【請求項１８】
前記映像の入力を受ける映像入力部の位置は、前記半透過鏡の配置角度により変わる請求項１０に記載の動作追跡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動作追跡装置および方法に関するものであって、より詳細には入射された映像に基づいてレーザを照射するために映像の入射軸とレーザの照射軸を同期化させ、照射されたレーザを利用して被写体の動作を追跡する動作追跡装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種通信およびデジタル機器に内蔵されて、近距離上で無線で各種データをやり取りできるように信号を処理する赤外線送受信モジュールの登場によりＴＶ、ＶＣＲなどの周辺機器に適用されてきたリモコン技術は両方向ＴＶ、ノートブックＰＣ、デジタルカメラおよび移動通信端末機の産業用電子システムにまで適用されつつ、その活用度が非常に高くなっている。
【０００３】
すなわち、家庭または事務室で使用されている大部分の機器はユーザの便利性のためにリモコンによる制御が可能であるが、機器から所定距離に位置しているユーザはリモコンに具備されるボタンなどを利用して機器の電源を制御したり特定機能が遂行される。
【０００４】
また、このようなリモコンの高い活用度によって大部分のオーディオおよびビデオ機器にはリモコンが付されて市場に発表されているが、それによって多様な周辺機器を一つのリモコンで制御することができるようにする統合リモコン（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｒｅｍｏｔｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）が登場するようになった。
【０００５】
このように、ユーザはリモコンを利用して機器に移動せずとも遠隔で機器を制御できるようにできますが、万一リモコンをなくしたり、リモコンが故障した場合、ユーザは大きな不便を体験し得る。
【０００６】
一方、特許文献１には、複数のカメラを用いて人の手のジェスチャを追跡／認識して手のジェスチャが指す電子機器を判断し、当該電子機器を駆動させることができる手指示認識を用いた遠隔制御システム及び方法が開示されている。
【０００７】
しかし、カメラを用いて被写体を追跡／認識するためには入射された映像に対する映像処理を行わなければならないが、速く動く被写体を追跡するためには、迅速な映像処理のために高仕様の演算処理手段が必要となる。また、精密な認識のために高解像度のカメラが必要となる。
【０００８】
したがって、リモコンのような装置の助けがなくても迅速に被写体を追跡して認識することができ、また、何の支障もなく機器を動作させることができる発明の登場が要求される。
【特許文献１】大韓民国公開特許第２００３−００３７６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は入射された映像に基づいてレーザを照射するために映像の入射軸とレーザの照射軸を同期化させることにその目的がある。
【００１０】
また、本発明はカメラを利用したり、赤外線ダイオードと赤外線カメラを利用して知り得たユーザ目の位置に向かってレーザが照射されないようにすることにその目的がある。
【００１１】
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の実施形態による動作追跡装置は入射された光の一定量は反射させ残りは透過させる半透過鏡と、前記半透過鏡に反射され入射された映像の入力を受ける映像入力部と、前記入力された映像内に含まれた第１被写体の位置を確認する位置確認部、および前記確認された位置を参照して前記半透過鏡と前記第１被写体をつなぐ軸上で前記第１被写体に前記半透過鏡を透過するレーザを照射して前記第１被写体を追跡する目標物追跡部を含む。
【００１３】
本発明の実施形態による動作追跡方法は、入射された光の一定量は反射させ残りは透過させる半透過鏡に反射され入射された映像の入力を受ける段階と、前記入力された映像内に含まれた第１被写体の位置を確認する段階および前記確認された位置を参照して前記半透過鏡と前記第１被写体をつなぐ軸上で前記第１被写体に前記半透過鏡を透過するレーザを照射して前記第１被写体を追跡する段階を含む。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
【００１４】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得るものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されているもので、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
【発明の効果】
【００１５】
前記したような本発明の動作追跡装置および方法によれば次のような効果が一つあるいはそれ以上ある。
【００１６】
最初に、入射された映像に基づいてレーザを照射するために映像の入射軸とレーザの照射軸を同期化させることによって、実際に被写体が存在する地点にレーザを照射することができる長所がある。
【００１７】
二番目に、赤外線送信機および赤外線フィルタを利用して確認されたユーザの目にレーザが照射されないようにすることによってユーザに対する安全効率を増進させる長所もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に、説明することにする。
【００１９】
図１は本発明の実施形態によりユーザの動作が追跡されることを示す概念図である。
ユーザの動作を追跡する装置（以下、動作追跡装置という）２００はユーザの動作を認識した後、連結された所定の機能を遂行する装置（以下、機能遂行装置という）１５０に認識された動作に対応する機能信号を伝達して、機能遂行装置１５０をして所定の機能が遂行されるようにする役割をする。
【００２０】
このために、動作追跡装置２００はまずユーザの位置を確認する。このために、動作追跡装置２００には映像入力手段および入力された映像１００を処理できる映像処理手段を具備し得るが、これを利用して入力された映像１００内に含まれたユーザの位置を確認するものである。
【００２１】
そして、動作追跡装置２００は確認されたユーザの位置を基準として所定領域（以下、第１領域という）１１０に対するスキャンを遂行する。これは追跡対象になる目標物（以下、第１被写体という）１１１を感知するためのものであって例をあげれば、図１に図示されたようにユーザの顔を基準として右側領域１１０に対するスキャンが遂行されるものである。
【００２２】
ここで、第１領域１１０に対するスキャンはレーザを利用したものであり得る。すなわち、動作追跡装置２００は第１領域１１０に対してレーザの順次照射を遂行し、第１被写体１１１を感知するものである。図１にはユーザの右手人差し指が第１被写体１１１であることを示しているのが、動作追跡装置２００はユーザの右手人差し指が感知された場合、これを第１被写体１１１として認識することができ、第１領域１１０に存在する物体の突出部位を第１被写体１１１として認識することもできる。また、動作追跡装置２００は実際にユーザの身体の部位ではなくてもボールペンまたはコインのような物体を第１被写体１１１として認識することもできる。
【００２３】
第１被写体１１１の位置を確認することによって動作追跡装置２００は第１被写体１１１に対する追跡を遂行できるようになる。すなわち、動作追跡装置２００は第１被写体１１１にレーザを照射するようになるが、一旦第１被写体１１１の位置が確認された後、ユーザが第１被写体１１１を動かせば、動作追跡装置２００はその動きによってレーザの照射経路を変更し、第１被写体１１１で持続的にレーザが照射されるようにするものである。このような、動きの追跡は第１被写体１１１に照射されたレーザの散乱した光を受信して、これを分析することによって遂行され得る。
【００２４】
一方、動作追跡装置２００はレーザを利用して第１被写体１１１の動作を追跡するようになるのが、ユーザの無意識的な動作によってレーザがユーザの目のように光に敏感な部分に照射されることもあり得る。
【００２５】
レーザはその等級によって人体にほとんど影響を及ぼさないものと深刻な影響を及ぼすものに区分されるのが、人体にほとんど影響を及ぼさないものといっても長時間露出すれば深刻な影響を及ぼすこともあり得るためユーザの目のように光に敏感な部分には照射されないのが好ましい。
【００２６】
このように、ユーザの身体部位のうち特定部位（以下、第２被写体という）１１２への照射を回避するために動作追跡装置２００はユーザの位置を確認するにおいて、第２被写体１１２が位置している所定領域（以下、第２領域という）１２０を決定する。例えば、動作追跡装置２００は図１に図示されたように、ユーザの顔周辺を第２領域１２０として決定するものである。
【００２７】
ここで、第２領域１２０は第２被写体１１２を中心として特定範囲にかけた領域を意味するがこれに伴い、第２被写体１１２がユーザの目の場合、第２領域１２０は各目（左目または右目）を基準でする所定領域でもあり得る。
【００２８】
これに伴い、動作追跡装置２００は第１被写体１１１を追跡するにおいて、レーザが照射される地点が第２領域１２０内に含まれる場合レーザの発生を制限したりレーザの照射経路を制御できるようになる。
【００２９】
図２は本発明の実施形態による動作追跡装置を示したブロック図であって、動作追跡装置２００は映像入力部２１０、目標追跡部２２０、制御部２３０、位置確認部２４０、赤外線発生部２５０、動作認識部２６０、信号出力部２７０、保存部２８０を含み構成される。
【００３０】
映像入力部２１０は映像の入力を受ける役割をする。すなわち、アナログ映像の入力を受けるものである。映像の入力を受けるために映像入力部２１０には撮像素子が備わっていられるのに、撮像素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＩＳ（ＣＭＯＳ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）が使用され得る。
【００３１】
そして、映像入力部２１０は入力された映像信号の利得を制御して入力された映像信号を一定量ほど増幅させることによって、以後の段階での映像信号処理が容易なようにすることができ、所定の変換部（未図示）を具備することによって増幅されたアナログ映像信号をデジタルに変換することもできる。
【００３２】
一方、映像入力部２１０に入力される映像領域は後述する目標追跡部２２０によって発生するレーザの追跡領域より大きいものが好ましいが、これは入力された映像の一部であるとしてもレーザの追跡領域に含まれた目標物は目標追跡部２２０によって追跡が可能なためである。
【００３３】
位置確認部２４０は入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する役割をする。ここで、位置確認部２４０は映像入力部２１０から伝達されたデジタル映像に対するエッジ検出（Ｅｄｇｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）またはパターン認識（Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）等の映像処理によってユーザの位置を確認することができる。
【００３４】
本発明で位置確認部２４０によって確認されるユーザの位置は概略的なものであれば充分であるため、位置確認部２４０は動くユーザでなく停止したユーザを対象と見なし、これに対する位置確認を遂行することができる。言い換えれば、位置確認部２４０は映像入力部２１０から伝達されるすべてのフレームに対する位置確認を遂行するのではなく、伝達されたフレームのうちの一つ、すなわち、停止映像を利用してユーザの位置を確認することができるものである。もちろん、演算能力によって位置確認部２４０は入力されるすべてのフレームに含まれた映像、すなわち、動画に対しユーザの位置確認を遂行することもできる。
【００３５】
ユーザの位置を確認した後、位置確認部２４０は第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認することができる。すなわち、確認されたユーザの位置を基準として第１被写体１１１が存在するものと期待される第１領域１１０および第２被写体１１２が存在するものと期待される第２領域１２０の位置を確認するものである。
【００３６】
ここで、第２領域１２０の位置を確認するために、位置確認部２４０は入力された映像に対する映像処理を遂行したり、照射された赤外線を反射させた第２被写体１１２の位置を利用することができる。赤外線を利用して第２領域１２０の位置を確認することに対する詳しい説明は図８を参照し後述することにする。
【００３７】
ユーザの位置、第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認した場合、位置確認部２４０は確認された位置を制御部２３０で伝達し、位置確認作業を中断する。
【００３８】
一方、ユーザの概略的な位置を確認する位置確認部２４０とは異なり、後述する目標追跡部２２０は動く第１被写体１１１を持続的に追跡するが、万一目標追跡部２２０による追跡が不能な場合、例えばユーザが映像入力部２１０の視野角以外の位置に移動したり第１被写体１１１がユーザまたはその他物体によって遮られた場合、位置確認部２４０に位置確認作業を改めて開始することができる。すなわち、制御部２３０は目標追跡部２２０から第１被写体１１１に対する追跡結果を持続的に通報を受けるが、万一目標追跡部２２０によって、第１被写体１１１に対する追跡が不能であるという通報を受けるようになれば制御部２３０は位置確認部２４０に改めて位置確認作業を遂行するようにするものである。
【００３９】
目標追跡部２２０は第１被写体１１１を追跡する役割をする。目標追跡部２２０による追跡は動く目標物に対する追跡を意味するものであって、これによって目標追跡部２２０は図３に図示されたように、レーザ発生部３１０、経路変更部３２０、レーザ制御部３３０、集光部３４０および軌跡測定部３５０のうち少なくとも一つを含み構成される。
【００４０】
レーザ発生部３１０はレーザを発生させる役割をする。レーザ発生部３１０によって発生したレーザは単純に一直線で一つの方向で照射されるのではなく、所定半径の円を描きながら照射されるものであり得る。このように照射されたレーザは被写体に反射し散乱するが、散乱した光は集光部３４０によって受信される。このように、円形態のレーザが被写体に照射される中、被写体が動くようになれば散乱した光の形態が変化するが、散乱した光の形態は目標物の移動方向を感知するのに利用される。
【００４１】
図４は本発明の実施形態による第１被写体の動きが感知され、追跡されることを示す図である。
４１０ａは第１被写体１１１ａに円形態のレーザ４５１が照射されたことを示す図であって、第１被写体１１１ａの内部に円形態のレーザがすべて含まれたことを表している。照射されたレーザは第１被写体１１１ａで反射し、散乱するが、集光部３４０は散乱した光を受信するようになり、４１０ｂはこれを表している。すなわち、第１被写体１１１ａの内部に円形態のレーザ４５１がすべて含まれているため散乱した光の強さはすべて均一の値を有するようになる。
【００４２】
４２０ａは移動した第１被写体１１１ｂを表した図であって、円形態のレーザ４５１の一部４５０が第１被写体１１１ｂの外部で照射されたことを表している。これにともない、第１被写体１１１ｂの内部および外部で反射され散乱した光の強さは互いに異なるようになるが、４２０ｂはこれを表している。
【００４３】
４２０ｂのように散乱した光の強さが検出された場合レーザ制御部３３０は経路変更部３２０を制御してレーザの照射経路を変更させる。すなわち、円形態のレーザ４５１のうち第１被写体１１１ｂの外部で照射された部分４５０の反対方向にレーザの照射経路が移動するようにすることによって、その結果、４３０ａのように円形態のレーザ４５２は改めて第１被写体１１１ｂ内にすべて含まれて、散乱した光の強さは４３０ｂのようにすべて均一になる。
【００４４】
レーザ制御部３３０は散乱した光の強さの変化だけでなく入射する散乱した光の全般的な強さによって、３次元空間上の第１被写体１１１の位置を確認することができ、これにともない、経路変更部３２０をもってレーザの照射経路を変更するようにすることができる。そして、動作追跡装置２００と第１被写体１１１との距離により円の大きさが変化し得るが、レーザ制御部３３０は第１被写体１１１との距離を参照して、円の大きさを調節することもできる。
【００４５】
また、第１被写体１１１がユーザまたは別途の物体によって遮られたり経路変更部３２０による追跡され得る追跡領域の範囲を外れるようになった場合、集光部３４０に入射する散乱した光の強さが減少し得るが、レーザ制御部３３０は入射された光の強さが所定の閾値未満の場合、これを第１被写体１１１の追跡が不可能なものと見なし、その結果を制御部２３０に伝達する。これに伴い、制御部２３０は位置確認部２４０にユーザ、第１領域１１０および第２領域１２０の位置を改めて確認するようにする。
【００４６】
また図３を説明すれば、経路変更部３２０はレーザの照射経路を変更させる役割をする。これのために、経路変更部３２０はレーザ発生部３１０によって発生したレーザを反射させる反射鏡と反射鏡の角度を調節する駆動部を含み構成され得る。
【００４７】
図５は本発明の実施形態によりレーザの照射経路が変更されることを示した図面であって、経路変更部３２０に具備された二つの反射鏡５１１、５１２すなわち、垂直反射鏡および水平反射鏡が各駆動部５２１、５２２によって微細に角度が変更されつつ、レーザ発生部３１０によって発生したレーザの照射経路が変更されることを示す図である。前述したレーザの原形態は垂直反射鏡５１１および水平反射鏡５１２の微細な角度変化によって具現されるものである。
【００４８】
経路変更部３２０で照射されたレーザは第１被写体１１１に伝達され反射されて、その結果散乱した光は集光部３４０に伝達される。
【００４９】
一方、も５は二つの反射鏡５１１、５１２および駆動部５２１、５２２によって、レーザの照射経路が変更されることを示しているが、３ケ以上の反射鏡および駆動部が使用され得、垂直角度および水平角度の変更が可能な一つの駆動部によって一つの反射鏡が制御されることによってレーザの照射経路が変更され得る。
【００５０】
前述したように、レーザによる第１被写体１１１の追跡は映像入力部２１０に入力された映像に基づいて遂行されるが、これのために映像入力部２１０の映像入射方向と経路変更部３２０によって照射されるレーザの照射方向は互いに平行なことが好ましい。これは映像入射方向とレーザ照射方向の差異による領域感知の誤差を防止するためである。
【００５１】
図６は本発明の実施形態による映像の入力方向とレーザの照射方向の関係を示した図であって、映像入力方向の中心軸６１０とレーザ照射方向の中心軸６２０間の距離Ｄ６００によって、最初第１被写体１１１の追跡に誤差が発生し得ることを示している。
【００５２】
すなわち、映像入力部２１０を通して入力された方向に第１被写体１１１が存在する場合、経路変更部３２０はレーザ照射方向の中心軸６２０を基準としてスキャンを遂行するようになるが、中心軸間の距離６００が大きい場合、経路変更部３２０によって認識される第１領域１１０には第１被写体１１１が存在しないこともあるためである。
【００５３】
したがって、映像入力方向の中心軸６１０およびレーザ照射方向の中心軸６２０は互いに平行を維持しつつも、その間隔を最大限小さく維持するのが好ましい。すなわち、映像入力方向の中心軸６１０とレーザ照射方向の中心軸６２０が互いに一致することが好ましいが、物理的に映像入力部２１０とレーザ発生部３１０が同一な位置に配置されることは不可能なため互いに異なる位置に配置されていながらも、中心軸６１０、６２０を一致させられる方法が使用されなければならない。
【００５４】
図７は本発明の実施形態によって映像入力方向の中心軸とレーザ照射方向の中心軸を一致させることを示した図であって、半透過鏡７００を利用して映像入力方向の中心軸６１０とレーザ照射方向の中心軸６２０を一致させるのを示す図である。
【００５５】
すなわち、映像入力部２１０は第１被写体１１１の映像の入力を直接受けるのではなく、経路変更部３２０の反射鏡５１１、５１２および半透過鏡７００によって反射された映像の入力を受け、レーザ発生部３１０によって発生したレーザは半透過鏡７００を通過して、反射鏡５１１、５１２に伝達されるものである。
【００５６】
このような構造で映像入力方向の中心軸６１０およびレーザ照射方向の中心軸６２０は互いに一致され得るようになる。
【００５７】
ここで、半透過鏡７００は入射された光の一定量は反射させ残りは透過させる役割をするが、入射方向にともなう反射率および入射率が互いに異なることがあり得る。例えば、レーザの照射方向に対しは透過率が反射率より高く、映像の入射方向に対しは反射率が透過率より高く形成され得るものである。
【００５８】
改めて図３を説明すれば、レーザ制御部３３０はレーザのスキャンを利用し第１領域１１０に存在する第１被写体１１１の位置を確認する役割をする。すなわち、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０を制御し、レーザの照射経路を変更させつつ、第１領域１１０に対するスキャンを遂行し、スキャン結果を参照して第１被写体１１１の位置を確認するものである。ここで、スキャンは第１領域１１０全般に対しレーザの順次照射を遂行し、それにより受信された散乱した光を受信するものと理解することができる。
【００５９】
スキャンによって確認される対象である第１被写体１１１は第１領域１１０に存在するユーザの身体部位の突出の部分であり得、ユーザの身体部位に連結した特定形態の物体でもあり得る。
【００６０】
また、第１被写体１１１はユーザの身体部位のうち優先順位が付与された少なくとも一つ以上の身体部位を含み得る。例えば、右手の人差し指、左手の人差し指、右手の親指および左手の親指順に優先順位が設定されている場合、レーザ制御部３３０はまず右手の人差し指が検索されるのか確認し、右手の人差し指が検索されない場合、左手の人差し指を検索し得るが、このような検索は既に設定されたすべての優先順位の身体部位に対し遂行され得る。
【００６１】
前述したように、位置確認部２４０は第１領域１１０だけでなく第２領域１２０の位置まで確認するが、これを参照しレーザ制御部３３０は第２領域１２０内にレーザが照射されないようにレーザの照射経路を制御することができ、第２領域１２０内にレーザが照射された場合、レーザの発生を制限することもできる。
【００６２】
すなわち、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０およびレーザ発生部３１０を制御し照射経路を制御したりレーザの発生を制限するものであって、これに伴いユーザの目のようにレーザの露出を回避しようとする第２被写体１１２へのレーザ照射が防止され得るものである。ここで、第２領域１２０は少なくとも一つ以上設定され得る。
第２領域１２０の位置を確認するために、動作追跡装置２００は赤外線を利用することができる。
【００６３】
図８は本発明の実施形態による赤外線を利用して第２領域の位置を確認することを示す図であって、赤外線発生部２５０によって発生した赤外線が第２被写体１１２に反射され経路変更部３２０の反射鏡５１１、５１２に入射された後、半透過鏡７００に反射し映像入力部２１０で入射されることを示す図である。すなわち、映像入力部２１０に入射する映像の入射経路と赤外線の入射経路が一致するものであるが、これに伴い、位置確認部２４０は第２被写体１１２の映像と第２被写体１１２によって反射された赤外線を同時に受信することによって、第２領域１２０の位置を確認することができるものである。
【００６４】
ここで、第２領域１２０の位置を確認するにおいて赤外線が利用される理由はユーザの目が赤外線を効果的に反射するためである。すなわち、ユーザの身体部位のうちレーザによって、最も敏感に反応する部分はユーザの目であって、赤外線がユーザに照射された場合、目での反射率が大きいため反射した赤外線の位置はユーザの目の位置として見成し得るのである。
【００６５】
また、顔認識などの映像処理技術を利用するものより反射した赤外線を利用するのが演算速度面でも有利なため、赤外線を利用して第２領域１２０の位置を確認するのが好ましい。
【００６６】
ここで、第２被写体１１２によって反射された赤外線を受信するために映像入力部２１０には赤外線フィルタ（８００）が具備され得る。
【００６７】
改めて図３を説明すれば、軌跡測定部３５０は経路変更部３２０によって変更されたレーザの照射経路の軌跡を測定する役割をする。すなわち、第１被写体１１１の動きの形態を測定するもので、これは後述する動作認識部２６０によるユーザの動作認識に基礎資料となる。ここで、軌跡測定部３５０は集光部３４０に入射された光の強さと経路変更部３２０に含まれた少なくとも一つ以上の反射鏡の回転角を利用して第１被写体１１１の３次元軌跡を測定することができる。
【００６８】
改めて図２を説明すれば、動作認識部２６０は軌跡測定部３５０から伝達を受けた軌跡を利用して第１被写体１１１の動作を認識する役割をする。すなわち、動作認識部２６０は伝達を受けた軌跡の特性を分析し、その結果を保存部２８０に保存されている動作コードと比較した後、その一致の可否により該当動作コードに対応され保存された機能信号を抽出するものである。これのために、保存部２８０には少なくとも一つ以上の動作コードおよび各動作コードに対する機能信号が互いに対応されて保存され得る。
【００６９】
ここで、機能信号は機能遂行装置１５０の所定機能を遂行するために発生する信号であって、例えば機能遂行装置１５０がＴＶの場合、機能信号は電源制御、チャンネル変更および音量変更などのための信号であり得る。
【００７０】
信号出力部２７０は機能信号を出力する役割をする。出力された信号は機能遂行装置１５０に伝達され、これに伴い機能遂行装置１５０は該当機能を遂行するようになる。
【００７１】
図９は本発明の他の実施形態による映像入力方向の中心軸とレーザ照射方向の中心軸を一致させることを示した図であって、映像入力部２１０の位置が半透過鏡７００の配置角度９００により変わるのを示す図である。
【００７２】
すなわち、レーザ発生部３１０から反射鏡５１２に照射される方向に対する半透過鏡７００の配置角度９００が４５度の場合、レーザ発生部３１０から半透過鏡７００に照射されるレーザの方向と半透過鏡７００から映像入力部２１０に入射する映像の入力方向は直角をなす。すなわち、レーザ発生部３１０と映像入力部２１０間の距離が構造的に遠ざかるものであって、これは動作追跡装置２００の物理的な大きさを大きくする制限として作用し得る。
【００７３】
したがって、半透過鏡７００の透過率および反射率を考慮して、半透過鏡７００の配置角度９００を最大限小さくすることで、レーザ発生部３１０と映像入力部２１０間の距離を近く維持し得るものである。
【００７４】
または、半透過鏡７００の配置角度９００を４５度以上に設定することによって、映像の反射率を増加させレーザの透過率を増加させることもできる。
【００７５】
図１０は本発明の実施形態によるユーザの動作が認識される過程を示すフローチャートである。
ユーザの動作を認識するために動作追跡装置２００の映像入力部２１０は映像の入力を受ける（Ｓ１０１０）。入力された映像はアナログ映像であって、これはデジタルに変換された後、制御部２３０に伝達される。
【００７６】
デジタル映像の伝達を受けた制御部２３０は映像内に目標物すなわち、ユーザが存在するのか確認する（Ｓ１０２０）。伝達された映像内には複数のユーザが存在したり、一人のユーザの身体一部だけが含まれることがあり、ユーザが存在しないこともなるが、制御部２３０は目標対象として有効なユーザが存在するのか確認するものである。
【００７７】
複数のユーザのうち、目標対象のユーザが存在したり、ユーザの身体の一部であるとしてもユーザと認識され得る程度ならば、制御部２３０は位置確認部２４０でユーザの位置を確認するようにする（Ｓ１０３０）。ここで、目標対象のユーザの存在を決定したりユーザの身体一部を利用してこれをユーザとして認識するのは顔認識（Ｆａｃｅ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）、エッジ検出（Ｅｄｇｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）およびパターン認識（Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）等の技術を利用して遂行され得るが、これは本発明の技術的範囲を外れるためこれに対する詳しい説明は省略するものとする。
【００７８】
制御部２３０の制御命令により位置確認部２４０はユーザの位置を確認する。そして、確認されたユーザの位置を基準として第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認する（Ｓ１０４０）。
【００７９】
第１領域１１０の位置は映像入力部２１０に入射された映像を利用して概略的なユーザの位置を利用して確認され得るが、映像入力方向の中心軸６１０とレーザ照射方向の中心軸６２０を一致させるために動作追跡装置２００に半透過鏡７００が具備され得る。これに対する詳しい説明は図７によって、前述したため省略するものとする。
【００８０】
第２領域１２０の位置を確認するために赤外線発生部２５０は赤外線を照射するが、第２領域１２０に位置した第２被写体１１２によって赤外線が反射され、反射した赤外線は経路変更部３２０に具備される反射鏡５１１、５１２および半透過鏡７００に反射して、映像入力部２１０に入力される。ここで、第２被写体１１２はユーザの目を含む。
【００８１】
これに伴い、位置確認部２４０は映像内に含まれた赤外線の位置を確認することによって、第２領域１２０の位置を確認するのである。この時、第２被写体１１２によって反射された赤外線を受信するために映像入力部２１０は赤外線フィルタ８００を具備し得る。
【００８２】
確認された第１領域１１０および第２領域１２０の位置は目標追跡部２２０に伝達され、目標追跡部２２０は第１領域１１０に存在する第１被写体１１１に対する追跡を遂行する（Ｓ１０５０）。
【００８３】
目標追跡部２２０による追跡結果は持続的に制御部２３０に伝達されるが、制御部２３０はその結果を確認していて追跡が不能なのかそうでないかを確認する（Ｓ１０６０）。そうして、追跡が不能な場合、位置確認部２４０に改めてたユーザ、第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認するようにすることができる（Ｓ１０３０）。
【００８４】
一方、追跡が持続的に遂行される場合、目標追跡部２２０は第１被写体１１１の動作に対する軌跡を測定した後（Ｓ１０７０）を制御部２３０で伝達する。
【００８５】
伝達された軌跡は動作認識部２６０に伝達され、動作認識部２６０は伝達された軌跡が有効な動作なのかを確認する（Ｓ１０８０）。すなわち、伝達された軌跡に対する特性を分析した後、その結果が保存部２８０に保存されている動作コードと一致するのか確認するのである。そうして、分析された特性が動作コードと一致する場合、動作認識部２６０は保存部２８０で該当動作コードに対応され保存された機能信号を抽出し（Ｓ１０９０）制御部２３０に伝達する。
【００８６】
そして、信号出力部２７０は機能信号を出力するが（Ｓ１１００）、このように出力された機能信号により動作追跡装置２００に連結された機能遂行装置１５０は該当機能を遂行するようになる。
【００８７】
図１１は本発明の実施形態による第１被写体が追跡される過程を示すフローチャートである。
第１被写体１１１を追跡するために目標追跡部２２０のレーザ制御部３３０はまず制御部２３０から第１領域１１０および第２領域１２０の位置の伝達を受ける（Ｓ１１１０）。
【００８８】
そして、レーザ制御部３３０はレーザ発生部３１０でレーザが発生させるようにして、経路変更部３２０で第１領域１１０に対するスキャンを遂行するようにする（Ｓ１１２０）。すなわち、経路変更部３２０に具備される反射鏡５１１、５１２の角度を変更させて、レーザが第１領域１１０の全般的な領域に順次的に照射されるようにすることによって、これに伴い照射されたレーザは第１領域１１０に存在する物体に反射して散乱した光は集光部３４０を通して受信される（Ｓ１１３０）。
【００８９】
受信された光はレーザ制御部３３０に伝達されるが、レーザ制御部３３０は光の強さおよび形態などを分析して、第１領域１１０に第１被写体１１１が存在するのか確認する（Ｓ１１４０）。この時、第１領域１１０と第２領域１２０に重なった領域が存在する場合、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０にて重なった領域に対するスキャンが遂行されないように制御することもできる。
【００９０】
スキャンの結果、第１被写体１１１が検出された場合、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０を制御して、第１被写体１１１にレーザが持続的に照射されるようにレーザの照射経路を変更するようにする（Ｓ１１５０）。すなわち、集光部３４０に入力された散乱した光の強さおよび形態を参照して、第１被写体１１１が移動したのか判断した後、レーザ制御部３３０はその結果により経路変更部３２０にて反射鏡５１１、５１２の角度を調節するようにするものである。
【００９１】
この時、レーザ制御部３３０は変更されるレーザの照射経路が第２領域１２０に含まれるのか持続的に確認し（Ｓ１１６０）、万一レーザの照射経路が第２領域１２０に含まれる場合、経路変更部３２０を制御しレーザの照射経路が第２領域１２０に含まれないように照射経路を変更させたりレーザ発生部３１０でのレーザの発生を中断させることができる（Ｓ１１７０）。
【００９２】
また、レーザ制御部３３０は集光部３４０に入射する散乱した光の強さが閾値未満なのか持続的に確認するが（Ｓ１１８０）、万一閾値未満の場合、その結果を制御部２３０で伝達して追跡を中断する。
【００９３】
集光部３４０に入射する散乱した光の強さおよび形態、そして経路変更部３２０によって、変更されたレーザの照射経路は軌跡測定部３５０に伝達されるが、軌跡測定部３５０は伝達された情報を参照して、３次元空間上で第１被写体１１１の動きに対する軌跡を測定する（Ｓ１１９０）。
【００９４】
そして、測定された軌跡情報はレーザ制御部３３０に伝達され、レーザ制御部３３０は伝達された軌跡情報を制御部２３０に伝達する（Ｓ１２００）。
【００９５】
以上添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や、必須の特徴を変更せずとも、他の具体的な形態で実施されるということを理解し得るであろう。したがって以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないことを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態によりユーザの動作が追跡されることを示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態による動作追跡装置を示すブロック図である。
【図３】図２に図示された目標物追跡部の細部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態により第１被写体の動きが感知され追跡されることを示す図である。
【図５】本発明の実施形態によりレーザの照射経路が変更されるのを示す図である。
【図６】本発明の実施形態により映像の入力方向とレーザの照射方向の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態により映像入力方向の中心軸とレーザ照射方向の中心軸を一致させることを示す図である。
【図８】本発明の実施形態により赤外線を利用して第２領域の位置を確認することを示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態により映像入力方向の中心軸とレーザ照射方向の中心軸を一致させるのを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態によりユーザの動作が認識される過程を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態により第１被写体が追跡される過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
２１０      映像入力部
２２０      目標物追跡部
２３０      制御部
２４０      位置確認部
２５０      赤外線発生部
２６０      動作認識部
２７０      信号出力部
２８０      保存部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005455300.tif 000006
【図６】
0005455300.tif 000007
【図７】
0005455300.tif 000008
【図８】
0005455300.tif 000009
【図９】
0005455300.tif 000010
【図１０】
0005455300.tif 000011
【図１１】
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